วิวัฒนาการ I กลุ่มนูรีด้า

วิวัฒนาการ EVOLUTION วชิ า พันธุศาสตร์ เสนอ ครูเนตรนภา ชัง่ ประดิษฐ

ววิ ัฒนาการ(Evolution) การเปลี่ยนแปลงของส่ิงมีชีวิตทีม่ ีลกั ษณะเปลยี่ นไปจาก บรรพบุรุษ และสามารถ ถา่ ยทอดลักษณะนไี้ ปยงั รุ่นตอ่ ไป ทา ใหล้ ูกหลานทีเ่ กิดข้ึนมลี ักษณะแตกตา่ งจากบรรพบุรุษ และถูก คัดเลือกให้มีชีวติ อยู่รอดในสภาพแวดลอ้ มทีต่ ่างกันใน ระยะเวลาทีย่ าวนาน

หลักฐานทีบ่ ง่ บอกถงึ หลักฐานจากวทิ ยา ววิ ัฒนาการของสงิ่ มีชวี ติ เอ็มบริโอเปรยี บเทยี บ หลักฐานจากซากดกึ ดาบรรพข์ องสงิ่ มชี ีวติ หลักฐานดา้ นชีววทิ ยาระดบั โมเลกลุ ซากหรือรอ่ งรอยของ ส่ิงมีชีวติ มี DNA เปน็ สาร สงิ่ มีชีวิตทย่ี งั คงเหลืออยู่ พันธุกรรม มีกลไกการ สังเคราะห์ DNA RNA และ ในรูปของซาก โปรตีนแบบเดียวกัน หลักฐานจากกายวภิ าคเปรยี บเทยี บ - โครงสรา้ งที่มลี ักษณะ คลา้ ยกันแต่ทาหน้าทีต่ ่างกัน เรยี กว่า homologous structure - โครงสรา้ งที่ทาหนา้ ทีเ่ ดียวกัน แตม่ ีโครงสร้างตา่ งกัน เรยี กวา่ analogous structure

..ต่อ.. หลักฐานทางชวี ภูมศิ าสตร์ เช่น นกฟนิ ชใ์ นเกาะกาลาปากอสคลา้ ยกับใน อเมริกาใต้มากกวา่ ที่อื่น แสดงวา่ นา่ จะอพยพและ วิวัฒนาการจากอเมริกาใต้

แนวคิดเก่ยี วกบั อธบิ ายด้วยแนวคิดดังนี้ ววิ ัฒนาการของสิง่ มีชีวิต ● กฎการใชแ้ ละไมใ่ ช้ (law of use and disuse) ฌอง ลามารก์ = อวัยวะส่วนใดทีม่ ีการใชง้ านมากจะมี ขนาด ใหญ่และแขง็ แรงขน้ึ ขณะทีอ่ วัยวะที่ไม่ค่อยได้ อธบิ ายเกีย่ วกับยีราฟทีม่ ีลักษณะ ใช้งานจะออ่ นแอและเสื่อมลงไป คอยาวและขายาว ● กฎแหง่ การถา่ ยทอดลกั ษณะทเี่ กดิ ขนึ้ ใหม่ (law of inheritance of acquired characteristic) = การเปลีย่ นแปลงโครงสรา้ งสิง่ มีชีวิตท่ี เกดิ ข้นึ ภายในชั่วรุน่ นั้น สามารถ ถา่ ยทอดไป ยงั ร่นุ ลูกได

แนวคิดเกีย่ วกับ อธบิ ายด้วยแนวคดิ คือ ววิ ัฒนาการของส่ิงมีชีวิต ● ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ชาลส์ ดาวนิ (theory of natural selection) = สงิ่ มีชีวติ บนโลก เป็นรุ่นลูกหลานที่มีลักษณะ ศึกษาลักษณะจะงอยปากของนกฟนิ ช์ แตกต่างจากบรรพบรุ ุษ แตล่ ักษณะที่เหมาะสม เทา่ นั้นจะถูก คัดเลือกให้ดารงอยู่ได้ใน สภาพแวดลอ้ มนั้น เรยี ก การปรับตวั เชงิ วิวัฒนาการ (evolutionary adaptation) ของ สงิ่ มีชีวติ ใหเ้ ขา้ กับสภาพแวดลอ้ มเพื่อเกดิ เปน็ สปีชีส์ (species) ใหม่

เอินสเ์ มียร์ สุนัขพันธต์ า่ งๆ ได้สรุปแนวคดิ ของดารว์ นิ ไว้วา่ การปรับปรุงพันธ์ของกระหลา่ ปา่ 1. การคัดเลือกโดยธรรมชาตทิ าให้สง่ิ มีชีวิตแต่ละตัวมี ความสามารถในการอยูร่ อดและให้กาเนิด ลูกหลานต่างกัน 2. การคัดเลือกโดยธรรมชาตเิ กดิ จากปฏิสัมพันธร์ ะหวา่ ง สง่ิ แวดลอ้ มที่ประชากรอาศัยอยู่กับ ลักษณะความแปรผันทาง พันธุกรรมของสมาชกิ ในประชากร 3. ผลจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติทาให้ประชากรมีการปรับ ตวั เชิงวิวัฒนาการให้สามารถดารงชีวิตอยู่ได้ในสงิ่ แวดลอ้ มนัน้ ดารว์ นิ สรุปว่า “การคัดเลือกโดยธรรมชาตเิ ปน็ แรงผลักดัน ท่ีก่อให้เกดิ วิวัฒนาการของส่ิงมีชีวติ ”

พันธศุ าสตรป์ ระชากร ● ประชากร = สงิ่ มีชีวติ ชนดิ เดียวกันท่อี าศยั อยูร่ วมกันใน พื้นทีห่ นึ่งๆ ในชว่ งเวลาใดเวลาหน่ึง สามารถ ผสมพันธุ์ ระหวา่ งกันได้และให้ลูกทีไ่ ม่เปน็ หมัน ● ยีนพูล (gene pool) = ยีนทัง้ หมดทีม่ ีอยูใ่ นประชากรใน ช่วงเวลาหนึง่ ประกอบดว้ ยแอลลีล (รูปแบบ ของยีน) ทกุ แอลลลี จากทุกๆ ยีนของสมาชิกทุกตวั ในประชากรนั้น

การหาความถี่ของแอลลลี กฎของฮาร์ด-ี ไวนเ์ บิรก์ ถ้ามีดอกไม้ RR=640 Rr=320 rr=40 จะไดว้ า่ ความถีข่ องแอลลีลและความถีข่ องจโี นไทป์ในยนี พูล มี R=1600 r=400 ดงั นน้ั R=0.8 r=0.2 ของประชากรจะมี ค่าคงที่ในทุกๆ รุน่ ถา้ ไมม่ ีปัจจยั บางอย่างมาเกีย่ วขอ้ ง เช่น มิวเทชัน การคัดเลือกโดย ธรรมชาติ การ เลือกคู่ผสมพันธุ์ การเปลีย่ นความถี่ยีน อยา่ งไมเ่ จาะจง และการถา่ ยเทเคลื่อนย้ายยนี • ภาวะสมดุลของฮารด์ ี-ไวน์เบริ ์ก (Hardy-Wienberg Equilibrium; HWE) ประชากรเหมือนรุ่นพอ่ แม่ สูตร p+q=1 / p2 +2pq+q2 =1

ปัจจัยท่ที าให้เกิดการ เปล่ยี นแปลงความถี่แอลลลี • ววิ ัฒนาการระดบั จลุ ภาค (microevolution) = การเปลี่ยนแปลงยีนพูลในประชากรทลี ะเลก็ ทีละนอ้ ย เป็นการเกดิ ววิ ัฒนาการในระดับสปีชสี ์ของสิง่ มีชีวิต • ววิ ัฒนาการระดบั มหภาค (macroevolution) = การเปลี่ยนแปลงในระดับทีเ่ หนอื กว่าสปีชีสท์ าให้เกิดสปีชีส์ใหม่

ปัจจัยต่างๆที่ทาใหเ้ กดิ การเลอื กคผู่ สมพนั ธุ์ การเปลีย่ นแปลง (non-random mating) การเปลยี่ นความถยี่ นี อยา่ งไมเ่ จาะจง มวิ เทชนั (mutation) (random genetic drift) ลักษณะใหมอ่ าจดหี รอื ไมด่ ีกไ็ ด้ การเปลีย่ นความถี่ แอลลีลในประชากรขนาดเล็ก การคดั เลอื กโดยธรรมชาติ แบ่งเปน็ ผลกระทบจากผูก้ ่อต้งั (founder (natural selection) effect) กับ ปรากฏการณ์คอขวด (bottleneck ไม่ไดส้ รา้ งลักษณะใหม่ แต่คัดเลือกลกั ษณะ effect) ทเี่ หมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตนั้น อาศยั อยู่เอาไว การถา่ ยเทเคลอื่ นยา้ ยยนี (gene flow)

กาเนดิ สปชี ีส์ สปีชีส์ทางดา้ นสณั ฐานวทิ ยา สปชี ีส์ทางดา้ นชวี วทิ ยา คือ สงิ่ มีชีวิตที่มโี ครงสร้าง คือ ส่ิงมีชีวติ ทีส่ ามารถผสม ภายนอกเหมือนกันหรอื มีการ พันธุ์ กันได้ในธรรมชาติและ ทางานคลา้ ยกนั ให้ลูกทไ่ี มเ่ ป็นหมัน รูป นก 2 ตัวทีม่ ีลักษณะภายนอกเหมือนกัน ก.นกหัวขวานเขยี วคอเขยี ว ข.นกหัวขวานเขียวป่าไผ่

สิง่ มีชีวิตการปอ้ งกนั การผสมพันธุ์ ข้ามสปชี สี ด์ ว้ ยกลไกการแยกกนั ทางการสบื พันธุ์ แบง่ ออกได้ 2 ระดับ • กลไกการแยกกันทางการสืบพันธกุ์ อ่ นระยะไซโกต • กลไกการแยกกันทางการสืบพันธหุ์ ลงั ระยะไซโกต

กลไกการแยกกันทางการสบื พันธกุ์ อ่ นระยะไซโกต พฤตกิ รรมการสืบพนั ธุ์ โครงสรา้ งของอวยั วะสบื พนั ธุ์ เช่น วิธีการเกีย้ วพาราสี ลักษณะ เช่น แมลงตวั เลก็ ผสมพันธใุ์ หด้ อกไมเ้ ล็ก แมลงตัวใหญผ่ สมพันธุ์ให้ดอกไมใ้ หญ่ การสรา้ งรัง การใช้ฟีโรโมน 12345 ถิน่ ที่อยอู่ าศัย ช่วงเวลาในการผสมพนั ธุ์ สรีรวทิ ยาของเซลลส์ บื พนั ธุ์ เชน่ แยกกบทีอ่ าศยั ในบงึ เชน่ แยกแมลงหวี่ท่ผี สม เช่น อสุจไิ ม่สามารถทนสภาพแวดล้อม ขนาดเลก็ กับขนาดใหญ่ พันธุ์ตอนเชา้ กับตอนบา่ ย ของอวัยวะสืบพันธุ์เพศเมียได้ หรืออสุจไิ ม่ สามารถสลายสารเคมีทีห่ ุม้ เซลลไ์ ข่ได้

กลไกการแยกกันทางการสบื พันธหุ์ ลังระยะไซโกต 1 23 ลูกผสมตายกอ่ นถงึ วยั เจรญิ พนั ธุ์ ลูกผสมเปน็ หมนั ลูกผสมลม้ เหลว เช่น มา้ กับลาได้ล่อซึ่งเปน็ เชน่ ลูกผสมระหวา่ งดอกทานตะวนั หมัน สองสปชี ีสเ์ จรญิ เตบิ โตใหล้ ูกผสม รุ่น F1 ได้ แต่ในรุ่น F2 เริ่มอ่อนแอและเปน็ หมัน และปรากฏ เช่นนีใ้ นร่นุ ตอ่ ๆ ไป

การเกิดสปีชสี ใ์ หม่ ในเขตภูมศิ าสตรเ์ ดยี วกนั จากการแบง่ แยกทางภมู ศิ าสตร์ เป็นการเกดิ สปชี ีส์ใหมใ่ นถิ่นอาศยั เดยี วกับบรรพบุรษุ โดยมีกลไกมาปอ้ งกันทาให้ไม่สามารถผสมพันธ์กันได้ เกดิ จากประชากรดงั เดมิ ในรนุ่ บรรพบุรุษทีเ่ คยอาศยั ในพืน้ ทเ่ี ดียวกัน เมื่อมีอุปสรรค์ขวางกัน้ ทาใหเ้ กดิ การ ไม่วา่ จะอยูใ่ นพื้นทเ่ี ดียวกันก็ตาม แบง่ แยกออกจากกัน รูป การเกดิ สปีชีสใ์ หมใ่ นภูมิศาสตรเ์ ดยี วกัน รูป แกรนดแ์ คยยอนที่กระรอก 2 สปชี ีสอ์ าคัยอยู่

การพัฒนากับววิ ัฒนาการ ปัจจบุ ันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทาใหโ้ ลกพฒั นามากขึน้ อย่างรวดเรว็ และส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมเปน็ อยา่ งมาก เช่น การดอื้ สารฆา่ แมลง การดอื้ ยาปฏชิ วี นะ

ววิ ฒั นาการของมนษุ ย์ โฮโม อีเร็กตสั Homo erectus ออสทราโลพเิ ทคสั Australopithecus • อพยพออกจากแอฟรกิ าไปที่ต่างๆ เช่น มนุษยช์ วา มนุษยป์ กั กง่ิ • ลซู ี่ (Lucy) = Australopithecus afarensis • สูง 1-1.5 เมตร สมองจุ 400-500 cc • ร่างกายสูงใหญ่ เพศชายมีลาตวั เป็น 1.2 เทา่ ของ • เดนิ สองขา แขนยาวกวา่ ปัจจบุ นั ใช้เคลือ่ นที่บน เพศหญงิ สมองจุ 1100 cc ตน้ ไมใ้ ชเ้ ครือ่ งมือ แต่สรา้ งไมไ่ ด้ • เริม่ รูจ้ ักใชไ้ ฟ เครื่องมือหนิ ประณีตขนึ้ มีพัฒนา การดา้ นวัฒนธรรม สังคม และการใชภ้ าษา โฮโม ฮาบิลิส Homo habillis นีแอนเดอรท์ ัล (Neanderthal man) • สมองจุ 600-750 cc หนัก 40-50 kg • ลาตวั ตรง เดนิ สองขา กระดูกปลายนว้ิ ใหญ่ : Homo sapiens ซบั สปชี ีส์แรกทีค่ ้นพบ • สมองจุ 1400 cc มีกระดูกค้วิ ยื่นออกมา จมูกกว้าง ใชม้ ือหยบิ จับของได้ดี • เริ่มใชส้ มองและมือประดษิ ฐ์เครื่องมือจากหนิ คางสั้น • อยู่รว่ มกันเป็นหมู่ ลา่ สัตว์รว่ มกัน ใชไ้ ฟ นุ่งห่มหนังสัตว์ มีวัฒนธรรมการแต่งศพดว้ ยดอกไม้ ฝังศพพรอ้ ม เครื่องมือเครื่องใช้ มีจิตรกรรมฝาผนัง • พบท้งั ในยุโรป ตะวันออกกลาง แอฟรกิ า จีน

กาเนดิ ของมนษุ ย์ปัจจุบัน มนุษยโ์ ครแมนยงั (Cro-magnon man) มี 2 สมตฐิ าน • สมองใกล้เคียงกับมนุษย์ปจั จุบัน • ความสามารถในการลา่ สตั ว์สูง ประดษิ ฐ์ เครือ่ งมือหินทีซ่ ับซ้อน เหมาะกับการใช้ งาน มีหอก จติ รกรรมฝาผนงั แกะสลัก กระดูก เขากวาง อยูก่ ันเปน็ ชุมชนที่มกี ฎ ร่วมกัน เปรียบเทียบสมมตฐิ านของกาเนดิ มนษุ ย์ในปัจจุบัน กะโหลกศรีษะของ H. sapiens (Cro-Magnon)

สมาชกิ ในกลุม่ 1. นางสาวโซเฟีย หลาหมัด 2. นายสืบสกุล เม๊าะสนิ 3. นายภาณวุ ฒั น์ ละซอ 4. นางสาวนูรีดา้ จติ ดาริ 5. นายสุชาติ สนั ดาโอะ๊